多探测器计算机断层仪动态增强扫描对孤立性肺部肿块的诊断价值
作者：陈韵彬, 蔡林峰, 林孔起, 林春浩
【摘要】 目的 比较良性和恶性孤立性肺部结节或肿块多探测器机断层动态增强扫描(MDCTDE)的特点。 方法 对98例直径<4 cm的肺部肿块患者行MDCTDE扫描;92例病理诊断,6例临床随访>1年诊断为良性。平扫后,以4 mL/s的速度静脉注入对比剂进行动态增强扫描,连续扫描45 s后,每20 s扫描一次至205 s。测量平扫CT值、强化峰值、到达峰值时间、净强化值、最大相对强化率及强化斜率。 结果 肺癌的到达峰值时间(35.95±3.18)s短于肺部良性病变［(80.31±47.95)s,P<0.01］;肺癌的净强化值(38.00±15.52)Hu小于肺部良性病变［(44.92±10.37)Hu,P<0.05］。将到达峰值时间43 s定为诊断肺癌的阈值,其敏感性100%,特异性80.77%,阴性预测值100%,阳性预测值93.51%,准确率94.90%。 结论 MDCTDE扫描对肺部孤立性肿块的定性诊断有一定的价值。
【关键词】 体层摄影术,X线计算机; 肺肿瘤; 诊断
ABSTRACT: Objective To compare characteristics of malignant and benign pulmonary nodules or masses with multiple detectors computed tomography dynamic enhanced(MDCTDE) scan. Methods Ninety-eight patient with solitary pulmonary masses(diameter 1~4 cm) were enrolled. Pathologic diagnosis were made in 92 lesions and follow-up images showed benignancy in 6 lesions. After unenhanced CT scans were obtained, MDCTDE were performed after intravenous injection of contrast with a rate of 4 mL/s, successive scan for 45 s, subsequently scan at 65, 85, 105, 125, 145, 165, 185 and 205 s. Results The time to peak enhancement of lung cancer (35.95±3.18)s was shorter than benign leisions(80.31±47.95)s (P<0.01). The net enhancement (38.00±15.52)Hu and the maximum relative enhancement ratio (average 0.96) of lung cancer were smaller than benign masses ［average (44.92±10.37)Hu and 1.212 Hu, P<0.01］. When 43 s of time to peak enhancement as a cutoff value in differentiation malignant and benign masses, sensitivity for malignant masses was 100%, specificity was 80.77%, negative predictive value was 100%, positive predictive value is 93.51% and accuracy was 94.90%. Conclusion Dynamic enhanced MDCT is valuable in the diagnosis of solitary pulmonary nodule or masses.
KEY WORDS: tomography, X-ray computed; lung neoplasm; diagnosis
孤立肺部结节的定性诊断仍然是胸部影像学的研究热点,良性和恶性病变之间的形态学征象有较多的重叠,仅有形态信息是不足的,研究孤立肺部病灶的强化特点、获得的功能信息,能够提高诊断的准确性。笔者2003年1月―2007年3月,连续对152例孤立肺部肿块患者行多探测器计算机断层动态增强扫描(multiple detector computed tomography dynamic enhanced,MDCTDE),并分析其中资料完整的98例病灶的强化特点等功能信息。
1 对象与方法
1.1 对象
98例中,男性67例,女性31例,年龄中位数57岁(34~86岁)。72例病理诊断为原发性肺癌,包括腺癌35例,鳞癌18例,腺鳞癌9例,小细胞癌5例,支气管肺泡癌及混合型各2例,未分化癌1例。26例肺部良性病变, 20例经细胞学或手术病理诊断,其中非特异性炎性假瘤11例,霉菌性炎性假瘤3例,结核性炎性假瘤4例,纤维瘤及硬化性血管瘤各1例;6例临床随访诊断为炎性假瘤。肿块平均直径3 cm(1.3~4 cm)。
1.2 方法
1.2.1 检查
采用多探测器计算机断层仪(multiple detector computed tomography MDCT,日本东芝Asteion Multiple公司)。动态扫描前对结节或肿块进行靶扫描,剔除含有良性钙化(弥漫、层状、爆米花样、中心性钙化)的病例,选定病灶中心层面定位,准直器宽度2~5 mm,4层/0.75 s/圈,进床每圈8~20 mm。经肘静脉以4 mL/s的速度注入对比剂碘必乐80 mL,延迟5 s启动扫描,连续扫描45 s后每20 s扫一次至205 s,共获得4层53个时相212帧灌注图象。动态扫描后立即进行由肺尖至肾上腺下缘的肺癌分期扫描。
1.2.2 图像分析及处理
由2组有3年以上工作经验的影像科医师对病灶进行分析,以结节或肿块半径为感兴趣区大小的直径,避开坏死、钙化、伪影及边缘部分,分别在纵隔窗上测量每时相同一层面实性部分的平扫CT值、强化峰值(peak heigh,PH);增强后最高强化CT值、到达峰值时间(time to peak,TTP);到达最高强化CT值的时间,计算肿块的净强化值(net enhancement,NE);强化峰值与平扫CT之差、最大相对强化率(maximum relative enhancement ratio,MRER);净强化值与平扫CT值的比值、强化斜率(slope of enhancement,SE);最大相对强化率与到达峰值时间的比值。
1.3 统计学处理
采用SPSS 14.0数据分析软件包。检验前先对各组数据进行正态分布检验和方差齐性分析,根据相应的结果选择最终的P值。两组之间的比较采用两独立样本t检验。P<0.05为差别有统计学意义。
2 结 果
2.1 经2组医师分析,MDCTDE检测结果的一致率达82.7%。肿块特点见表1。表1 98例肺良恶性肿块的密度和强化特点（略）
孤立肺部肿块的形态学及平扫CT值、到达峰值时间、净强化值、最大相对强化率等DEMDCT扫描特点见图1~4。
2.3 分别将到达峰值时间定为35,40,43 s作为诊断原发性肺癌的阈值,敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值,结果见表2。以到达峰值时间43 s为诊断肺癌的阈值,24例炎性假瘤中4例假阳性,其中3例术后病理诊断为活动性肉芽肿,病理上见纤维母细胞增生,大量急慢性炎症细胞及泡沫细胞浸润伴小脓肿形成,1例纤维支气管镜显示病灶侧支气管口大量脓痰。72例肺癌中,1例假阴性,为36岁女性,CT发现右上肺直径3 cm的结节,在外院诊断良性病变随诊3年,倍增时间>2年,术后病理诊断为腺癌。表2 到达峰值时间诊断肺癌阈值的诊断率比较（略）
本组平扫CT值腺癌和鳞癌之间的平扫CT值、强化峰值、到达峰值时间、净强化值、最大相对强化率、强化斜率,统计学上差别无显著性(P＞0.05)。
3 讨 论
2000年前,国内外有关计算机断层动态增强(computed tomography dynamic enhanced,CTDE)扫描技术研究孤立性肺部结节的结果显示,该技术诊断肺癌的特异性较低(58%~70%)［1-2］,其局限性可能与采用非螺旋或单层螺旋CT、扫描层数少、扫描间隔时间长有关。较长的扫描间隔时间(>1 min)对准确地确定强化峰值和到达峰值时间困难［3］。新一代MDCT具有高时间分辨率、密度分辨率Z轴分辨率高,为孤立性肺部结节的研究提供了新的技术平台。
3.1 到达峰值时间
本研究结果显示,肺癌的到达峰值时间(平均36 s)短于肺部良性病变(平均80 s),两者比较差别有统计学意义(P<0.01)。以3~4 mL/s的速度静脉注入对比剂进行CTDE扫描,组织到达峰值时间是体现时间/强化率曲线早时相的重要数据之一,而时间/强化率曲线的早时相与肿瘤的微血管计数有关［4］。肺癌的微血管计数较良性病变多［5］,血流量较大,病灶在短时间内迅速强化到达高峰。到达峰值时间还与血流速度有关,流速与管径成反比,肺癌管径较小的微血管(内径0.02~0.10 mm)的数量较管径较大的微血管(内径＞0.10 mm)的数量多［6］,所以,肺癌血流速度较快,对比剂到达高峰时间较短。此外,肺部良性病变到达峰值时间长于肺癌，可能是由于病灶内含有较多的胶原纤维,其强化特点符合纤维组织类病变的共性,对比剂从血管到组织间隙进入纤维组织的速度较慢,从纤维组织到组织间隙而后回流到毛细血管的廓清过程亦较慢,即“慢进慢出”。报道,肺癌CT动态增强扫描到达最高强化值的平均时间为32 s,炎性假瘤最高强化值出现较迟(2 min左右)［7］,本研究类似此结果。本组4例活动性炎性假瘤(假阳性),到达峰值时间与肺癌类似(<43 s),短于非活动性炎性假瘤,可能是由于活动性炎性假瘤局部充血,血流量增加;与文献报道恶性肿瘤和急性炎性或感染性病变的血流量、灌注和毛细血管的通透性都增加的观点类似［8］。在鉴别诊断时,影像医师要十分重视疾病的临床过程,结合血象等检验结果,明确有无炎症活动。
3.2 净强化值
本研究显示,肺癌净强化值(38 Hu)小于肺部良性病变(平均45 Hu),肺癌最大相对强化率(0.963)小于肺部良性病变(1.212),两者比较差别有统计学意义(P<0.05)。认为非活动性非特异性炎性假瘤、纤维瘤等良性病变净强化值和最大相对强化率较大的病理基础可能是病灶内有较多的纤维组织。时间/强化率曲线晚时相对比剂从纤维组织经血管清除的速度较慢,此期大量的碘从纤维组织中弥散到组织间质,导致其浓度>同一扫描时相肺癌组织间质的碘浓度,测得的净强化值亦较高。文献报道,时间/强化率曲线的晚早时相与组织间质的弹性和胶元纤维的含量有关［6］。肺癌净强化值较小,少数肺癌不强化是由于肿瘤内血管较少、囊变或坏死［7］。然而,更多早年的文献报道,肺癌的净强化值大于肺部良性肿瘤及炎性病变, 并将净强化值大于15~20 Hu作为鉴别良性病变的阈值 ［1-2］。早年的研究采用的仪器、试验设计(扫描程序、对比剂的剂量及注射速度)与本研究不同。本研究采用的MDCT成像速度快、扫描间隔时间短、扫描覆盖病灶范围大、部分容积效应较小,保证在短时间内获得大量采集的数据。此外,净强化值与对比剂的剂量成正相关,注入的剂量大,感兴趣区内碘浓度较高。显然,研究采用的仪器、试验设计不同,得到结果亦不同。
有关腺癌和鳞癌之间MDCTDE扫描比较研究的报道极少。本组两者各数据比较无统计学意义(P>0.05),但病例数不够多,有待于进一步研究。
早年的研究主要聚焦于动态增强早时相［3］。作者以WASH IN净强化值>25 Hu,动态扫描延迟至15 min时,WASH OUT 5~30 Hu作为诊断恶性结节的值,敏感性和特异性都>90%［9］。肺癌WASH OUT延迟可能是因为血管外间隙增大,淋巴回流缺乏或受阻,而炎性病变血管外间隙和淋巴回流正常,WASH OUT正常［10］。本研究初步观察46例(63.6%)肺癌的时间密度曲线延迟至扫描结束时仍处于平台期,但试验设计的延迟时间仅3 min 20 s,可能不足以观察肺癌的WASH OUT特点。孤立性肺部结节今后的研究方向是根据病理特点设计试验模式,尤其是延迟扫描;结合CT形态学和动态增强特点与病理形态及免疫组化探讨影像表现的机理。
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